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机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故转矩有时又称为扭矩 （Torsional moment）。转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式，与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系，转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。
步进电机的基本原理_自动化专业五篇要是你对此篇文章有什么独特的建议，请告诉我们！
第一篇 步进电机的基本原理_自动化专业
步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（vr）、永磁式步进电机（pm）、混合式步进电机（hb）和单相式步进电机等。
永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；
反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。
混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛，也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。
步进电机的一些基本参数：
电机固有步距角：
它表示控制系统每发一个步进脉冲，电机所转动的角度。wWw.0519news.COM电机出厂时给出了一个步距角的值，如86byg250a型电机给出的值为0.9°/1.8°（表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°），这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。
步进电机的相数：
是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则‘相数’将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。
保持转矩（holdingtorque）：
是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2n.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2n.m的步进电机。
detenttorque：
是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。detenttorque在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有detenttorque。
步进电机的一些特点：
1．一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。
2．步进电机外表允许的最高温度。
步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。
3．步进电机的力矩会随转速的升高而下降。
当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。
4．步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。
步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。
步进电动机以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。
第二篇 步进电机的选用计算方法_自动化专业
步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。
步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机设备、复印机、传真机等。
选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩mjmax大的电机，负载力矩大。
选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。
选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。
选择步进电机需要进行以下计算：
（1）计算齿轮的减速比
根据所要求脉冲当量，齿轮减速比i计算如下:
i=(φ.s)/(360.δ)(1-1)式中φ---步进电机的步距角（o/脉冲）
s---丝杆螺距（mm)
δ---(mm/脉冲）
（2）计算工作台，丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量jt。Www.0519news.coM
jt=j1+（1/i2)[(j2+js）+w/g（s/2π)2]（1-2）
式中jt---折算至电机轴上的惯量(kg.cm.s2)
j1、j2---齿轮惯量(kg.cm.s2)
js----丝杆惯量(kg.cm.s2)w---工作台重量（n）
s---丝杆螺距（cm）
（3）计算电机输出的总力矩m
m=ma+mf+mt（1-3）
ma=（jm+jt).n/t×1.02×10ˉ2（1-4）
式中ma---电机启动加速力矩（n.m)
jm、jt---电机自身惯量与负载惯量(kg.cm.s2)
n---电机所需达到的转速（r/min）
t---电机升速时间（s）
mf=(u.w.s)/(2πηi)×10ˉ2（1-5）
mf---导轨摩擦折算至电机的转矩（n.m)
u---摩擦系数
η---传递效率
mt=(pt.s)/(2πηi)×10ˉ2（1-6）
mt---切削力折算至电机力矩（n.m)
pt---最大切削力（n）
（4）负载起动频率估算。数控系统控制电机的启动频率与负载转矩和惯量有很大关系，其估算公式为
fq=fq0[(1-(mf+mt))/ml）÷(1+jt/jm)]1/2（1-7）
式中fq---带载起动频率（hz）
fq0---空载起动频率
ml---起动频率下由矩频特性决定的电机输出力矩（n.m)
若负载参数无法精确确定,则可按fq=1/2fq0进行估算.
（5）运行的最高频率与升速时间的计算。由于电机的输出力矩随着频率的升高而下降，因此在最高频率时，由矩频特性的输出力矩应能驱动负载，并留有足够的余量。
（6）负载力矩和最大静力矩mmax。负载力矩可按式（1-5）和式（1-6）计算，电机在最大进给速度时，由矩频特性决定的电机输出力矩要大于mf与mt之和，并留有余量。一般来说，mf与mt之和应小于（0.2～0.4)mmax.
第三篇 变频器运行过程中存在的问题及其对策_自动化专业
摘要:本文针对变频器运行过程中存在的谐波问题、负载匹配问题和发热问题，逐一进行了，并提出了相对应的解决方案。
关键词:变频器谐波负载发热
abstract:thispaperyzedtheproblemofharmonicwave,matchingofloadand
calorificationforinvertersinrunning,andmadetherelativelythemeasure.
keywords:inverterharmonicwaveloadingcalorification
1前言
自80年代通用变频器进入中国市场以来，在短短的十几年时间里得到了非常广泛的应用。目前，通用变频器以其智能化、数字化、网络化等优点越来越受到人们的青睐。随着通用变频器应用范围的扩大，暴露出来的问题也越来越多，主要有以下几方面:
①谐波问题
②变频器负载匹配问题
③发热问题
以上这些问题已经引起了有关管理部门和厂矿的注意并制定了相关的技术标准。如谐波问题，我国于1984年和1993年通过了“电力系统谐波管理暂行规定”及gb/t-14549-93标准，用以限制供电系统及用电设备的谐波污染。针对上述问题，本文进行了并提出了解决方案及对策。
2谐波问题及其对策
通用变频器的主电路形式一般由三部分组成:整流部分、逆变部分和滤波部分。Www.0519news.CoM整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变器部分为igbt三相桥式逆变器，且输出为pwm波形。对于双极性调制的变频器，其输出电压波形展开式为:
(1)
式中:n—谐波的次数n=1,3,5……;
a1—开关角，i=1,2,3……n/2;
ed—变频器直流侧电压;
n—载波比。
由(1)式可见，各项谐波的幅值为
(2)
令n=1，则得出变频器输出电压的基波幅值为:
(3)
从(1)、(2)、(3)式可以看出，通用变频器的输出电压中确实含有除基波以外的其他谐波。较低次谐波通常对电机负载影响较大，引起转矩脉动，而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电机出力不足，故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。
如前所述，由于通用变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流，呈较为陡峻的脉冲波，其谐波分量较大。为了消除谐波，可采用以下对策:
①增加变频器供电电源内阻抗
通常情况下，电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。当电源容量相对变频器容量越小时，则内阻抗值相对越大，谐波含量越小；电源容量相对变频器容量越大时，则内阻抗值相对越大，谐波含量越大。对于三菱fr-f540系列变频器，当电源内阻为4%时，可以起到很好的谐波抑制作用。所以选择变频器供电电源变压器时，最好选择短路阻抗大的变压器。
②安装电抗器
安装电抗器实际上从外部增加变频器供电电源的内阻抗。在变频器的交流侧安装交流电抗器或在变频器的直流侧安装直流电抗器，或同时安装，抑制谐波电流。表一列出了三菱fr-a540变频器安装电抗器和不安装电抗器的含量对照表。
③变压器多相运行
通用变频器的整流部分是六脉波整流器，所以产生的谐波较大。如果应用变压器的多相运行，使相位角互差30°如y-△、△-△组合的两个变压器构成相当于12脉波的效果则可减小低次谐波电流28%，起到了很好的谐波抑制作用。
④调节变频器的载波比
从(1)、(2)、(3)式可以看出，只要载波比足够大，较低次谐波就可以被有效地抑制，特别是参考波幅值与载波幅值小于1时，13次以下的奇数谐波不再出现。
⑤专用滤波器
该专用滤波器用于检测变频器谐波电流的幅值和相位，并产生一个与谐波电流幅值相同且相位正好相反的电流，通到变频器中，从而可以非常有效地吸收谐波电流。
3负载匹配问题及其对策
生产机械的种类繁多，性能和工艺要求各异，其转矩特性是复杂的，大体分为三种类型:恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。针对不同的负载类型，应选择不同类型的变频器。
①恒转矩负载
恒转矩负载是指负载转矩与转速无关，任何转速下，转矩均保持恒定。恒转矩负载又分为摩擦类负载和位能式负载。
摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的150%左右，制动转矩一般要求额定转矩的100%左右，所以变频器应选择那些具有恒定转矩特性,并且起动和制动转矩都比较大，过载时间长和过载能力大的变频器。如三菱变频器fr-a540系列。
位能式负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能，能够快速实现正反转，变频器应选择具有四象限运行能力的变频器。如三菱变频器fr-a241系列。
②风机泵类负载
风机泵类负载是目前工业现场应用最多的设备，虽然泵和风机的特性多种多样，但是主要以离心泵和离心风机应用为主，通用变频器在这类负载上的应用最多。风机泵类负载是一种平方转矩负载，其转速n与流量q，转矩t与泵的轴功率n有如下关系式:
(4)
这类负载对变频器的性能要求不高，只要求经济性和可靠性，所以选择具有u/f=const控制模式的变频器即可。如三菱变频器fr-f540（l）系列。风机负载在实际运行过程中，由于转动惯量比较大，所以变频器的加速时间和减速时间是一个非常重要的问题，可按下列公式进行计算:
(5)
(6)
式中:tacc—加速时间(s);
tdec—减速时间(s);
gd2—折算到电机轴上的转动惯量（n·m2）;
g—重力加速度，g=9.81(m/s2);
tm—电动机的电磁转矩(n.m);
tl—负载转矩(n.m);
nas—系统加速时的初始速度（r/min）;
nae—系统加速时的终止速度（r/min）;
nds—系统减速时的初始速度（r/min）;
nde—系统减速时的终止速度（r/min）。
从上式可以看出，风机负载的系统转动惯量计算是非常重要的。变频器具体设计时，按上式计算结果，进行适当修正，在变频器起动时不发生过流跳闸和变频器减速时不发生过电压跳闸的情况下，选择最短时间。
泵类负载在实际运行过程中，容易发生喘振、憋压和水垂效应，所以变频器选型时，要选择适于泵类负载的变频器且变频器在功能设定时要针对上述问题进行单独设定:
喘振:测量易发生喘振的频率点，通过设定跳跃频率点和宽度，避免系统发生共振现象。
憋压:泵类负载在低速运行时，由于系统憋压而导致流量为零，从而造成泵烧坏。在变频器功能设定时，通过限定变频器的最低频率，而限定了泵流量的临界点处的系统最低转速，这就避免了此类现象的发生。
水垂效
应:泵类负载在突然断电时，由于泵管道中的液体重力而倒流。若逆止阀不严或没有逆止阀，将导致电机反转，因电机发电而使变频器发生故障烧坏。在变频器系统设计时，应使变频器按减速曲线停止，在电机完全停止后再断开主电路电，或者设定“断电减速停止”功能，这样就避免了该现象的发生。③恒功率负载
恒功率负载是指转矩大体与转速成反比的负载，如卷取机、开卷机等。利用变频器驱动恒功率负载时，应该是就一定的速度变化范围而言的，通常考虑在某个转速点以下采用恒转矩调速方式，而在高于该转速点时才采用恒功率调速方式。我们通常将该转速点称为基频，该点对应的电压为变频器输出额定电压。从理论上讲，要想实现真正意义上的恒功率控制，变频器的输出频率f和输出电压u必须遵循u2/f=const协调控制，但这在实际变频器运行过程中是不允许的，因为在基频以上，变频器的输出电压不能随着其输出频率增加，只能保持额定电压，所以只能是一种近似意义上的恒功率控制。
4发热问题及其对策
变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。为了保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热，通常采用以下方法:
①采用风扇散热:变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走，若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行。
②降低安装环境温度:由于变频器是电子装置，内含电子元、电解电容等，所以温度对其寿命影响比较大。通用变频器的环境运行温度一般要求-10℃~-50℃，如果能够采取措施尽可能降低变频器运行温度，那么变频器的使用寿命就延长，性能也比较稳定。
我们采取两种方法:一种方法是建造单独的变频器低压间，内部安装空调，保持低压间温度在+15℃~+20℃之间。另一种方法是变频器的安装空间要满足变频器使用说明书的要求。
以上所谈到的变频器发热是指变频器在额定范围之内正常运行的损耗。当变频器发生非正常运行（如过流，过压，过载等）产生的损耗必须通过正常的选型来避免此类现象的发生。
对于风机泵类负载，当我们选择三菱变频器fr-f540时，其过载能为120%/60秒，其过载周期为300秒，也就是说，当变频器相对于其额定负载的120%过载时，其持续时间为60秒，并且在300秒之内不允许出现第二次过载。当变频器出现过载时，功率单元因其流过的过载电流而升温，导致变频器过热，这时必须尽快使其降温以使变频器的过热保护动作消除，这个冷却过程就是变频器的过载周期。不同的变频器，其过载倍数、过载时间和过载周期均不相同，并且其过载倍数越大，过载时间越短，请见表2所示:
对于变频器所驱动的电机，按其工作情况可分为两类:长期工作制和重复短时工作制。长期工作制的电机可以按其名牌规定的数据长期运行。针对该类负载，变频器可根据电机铭牌数据进行选型，如连续运行的油泵，若其电机功率为22kw时，可选择fr-f540-22k变频器即可。重复短时工作制电机，其特点是重复性和短时性，即电机的工作时间和停歇时间交替进行，而且都比较短，二者之和，按国家规定不得超过60秒。重复短时工作制电机允许其过载且有一定的温升。此时，若根据电机铭牌数据来选择变频器，势必造成变频器的损坏。针对该类负载，变频器在参考电机铭牌数据的情况下要根据电机负载图和变频器的过载倍数、过载时间、过载周期来选型。如重复短时运行的升降机，其电机功率为18.5kw，可选择fr-a540-22k变频器。
5结论
本文通过对通用变频器运行过程中存在问题的，提出了解决这些问题的实际对策，随着新技术和新理论不断在变频器上的应用，变频器存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。随着工业现场和社会环境对变频器的要求不断提高，满足实际需要的真正“绿色”变频器也会不久面世。
6参考文献
(1)韩安荣.通用变频器及其应用.:机械工业出版社，2000
(2)三菱变频调速器fr-a500使用手册.
(3)三菱变频调速器fr-f500使用手册.
第四篇 凌华图像运动控制卡基于PC的目标追踪系统的应用_自动化专业
[系统概述]该系统采用凌华公司的基于pc机的图像捕捉卡（picolo）以及运动控制卡（pci-8164）来完成目标的捕捉及追踪转台的运动控制。选用标准视频输入的黑白摄像机，每秒可以拍摄25张照片，可以实现实时图像采集。用凌华公司提供的用于图像的二次软件开发包，可以很轻松的对拍摄的图像进行，找出所关心的目标并计算目标的位置。采用微分控制方式通过运动控制卡发出指令，实时跟踪目标
[关键词]运动控制，图像采集，机器视觉，目标追踪，ccd摄像机，伺服电机
一、系统构成与原理
1.1机器视觉
所谓机器视觉就是：赋予机器以人类视觉功能，突破人类自身视觉的局限性，把计算机的快速性、可靠性、结果的可重复性，与人类视觉的高度智能化和抽象能力相结合，由此逐渐形成了一门新学科。机器视觉系统采用ccd照相机将被摄取目标转换成图像，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化；图像系统对这些进行各种运算来抽取目标的特征，如：面积、长度、数量、位置等；根据预设的容许度和其他条件输出结果。机器视觉系统一般由光源，镜头，ccd照相机，图像处理单元（或图像捕获卡），图像处理软件，监视器，通讯/输入输出单元等部分组成。（见图1）
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1.2伺服电机
伺服电机把输入的控制电压变为输出的角位移或角速度，它的运动状态由控制控制，加上控制电压，他应当马上旋转，去掉控制电压它应马上停转，转速高低应用控制电压成正比。WWw.0519news.com相对于同样应用于运动控制的的步进电机它有如下优点：
1.控制精度更高：伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证，对于17位的旋转编码器而言，驱动器每接收217＝131072个脉冲电机旋转一圈，其脉冲当量为360°/131072＝0.0027
2.伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象
3.伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000rpm或3000rpm）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。
4.交流伺服电机具有较强的过载能力。一般是额定转矩的2-3倍。
5.伺服系统的加速性能较好从静止加速到其额定转速3000rpm仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。
6.伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。（如图2）
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1.3基于pc的运动控制系统
为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求；在各种工业设备（如包装机械、印刷机械等）、国防装备（如跟踪定位系统等）、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动控制模块的硬件平台；同时pc机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发挥pc机的强大功能。基于pc的运动控制系统的构成如图3
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上图所示是目标追踪系统的控制单元部分的结构图。选用凌华公司的运动控制卡（pci-8164）、三菱公司的伺服电机及驱动器、和专为配合三菱伺服电机而设计的端子板（din-814m）。由于有相配合的端子板，整个控制部分的接线非常简单。
1.4运动控制卡：pci-8164
1.支持out/dir和cw/ccw脉冲输出方式，最大脉冲输出频率：6.55mpps
2.可同时控制四轴电机，任意两轴、三轴的直线插补，任意两轴的圆弧插补
3.支持持续插补运动
4.梯形与s曲线速度曲线
5.可编程控制加速与减速时间
6.可以在运动中改变速度
7.多轴同步启动/停止
8.位置比较与捕捉位置功能
9.回差补偿功能
1.5图像捕捉卡：picolo
1.可接1个摄像头
2.三种模拟视频输入方式
3.支持pal/ntsc/ccir/rs170制式
4.一个s-video视频输入
5.实时视频捕捉(pci总线主控dma方式)
6.四个数字量输入/输出通道
1.6图像软件包：evision_easymatch
easymatch是颜色和灰度级别的模式匹配库。它可以让系统在图像中找到与基准模式相匹配的部分，并计算出目标的位置。即使目标发生旋转，等放性或任意方向的缩放，它都可以找到目标。（如图4）
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二、结束语
该系统已在标准工控机上得到验证，同时可扩展到嵌入式结构中。可应用于汽车、船舶、飞机等对尺寸有严格要求的场合。
第五篇 隔离器件在工业现场的应用_自动化专业
图一plc与外接仪表示意图
图中标明有两个现场设备1＃、2＃仪表向plc传送以及plc向两台现场设备3＃、4＃仪表发出。假定传送均为0-10vdc。理想情况下plc及两个现场设备1＃、2＃仪表“地”电位完全相等，传送过程中又没有干扰。wwW.0519news.COm这样从plc输入来看，接收正确。但如前所述，两个现场设备通常有“地”电位差。举例来讲，1xx设备“地”与plc“地”同电位，2xx设备比它们的“地”电位高0.1v，这样1xx设备给plc的为0-10v，而2xx设备给plc的为0.1v-10.1v,误差就产生了.同时1xx、2xx设备的“地”线在plc汇合联接，将0.1v电压施加在plc地线条上，可能损坏plc局部“地”线。同时显示错误的数据。由此引起的问题在现场调试中屡有出现。例如某大型建材公司生产线监控系统使用美国ab-plc外接国内某厂家手操器。ab-plc的每个数据采集板由八个通道组成，八个通道共用一个12位a/d，模拟量经过变换后由12个光耦隔离器实现与主机隔离。它的八个通道输入之间没有隔离，致使在输入时，每个通道单独输入到采集板均正常。但是同时输入两个或多于两个外部时，显示数字乱跳故障无法排除。又如航天某部门使用k型热偶作为传感器测试发动机各点温度。同上述相似，仅测试一个点时正常。但是向主机接入两点或两点以上温度时，显示的温度值明显错误。这两种情况在使用隔离器后，都正常了。
隔离器之所以能起到这个作用，就是它具有使输入/输出在电气上完全隔离的特点。换句话讲，输入/输出之间没有共同“地”，外来不管是0-10v，或带着共模干扰电压的0-10v经隔离后均为0-10v。即隔离后新建立的“地”与外部设备仪表“地”没关系。正是由于这个原因，也实现了输入到plc主机的多个外接设备仪表之间隔离，即它们之间没有“地”的关系。
上面谈了输入和plc的隔离，同样plc向外部设备输出也有类似现象问题。显然采用隔离器就能解决问题。
这类电压/电压隔离器及电压/电流隔离转换器的产品型号是ws1521、ws1522。
1．不管plc向外部设备仪表发送，还是外部设备仪表向其他设备发送，有一种情况经常遇到：要求一个即能向显示仪表输送，又能传送给诸如变频器之类的设备。这就有可能在两个设备之间产生干扰，若要彻底解决干扰问题，推荐使用隔离式分配器，它的二个输出之间也是隔离的。它能实现输入与外部设备隔离，同时实现接收设备之间隔离。如图二。
图二隔离式分配器典型应用
2．现场仪表在配套时有可能协调不利出现如下情况，接收设备(例如接收4-20ma)接口连接为二线制方式（即接收口为一个24v电源与一个250ω相串联），接口的两根线一个为24v正极、一个为250ω一端，适于连接现场二线制变送器。但现场设备为四线制变送器，输出4-20ma，这样进行直接连接将造成电源冲突。解决方法是采用隔离器将现场来的4-20ma接收并隔离，在隔离器的输出部份安装一个标准的二线变送器，以应对接收设备的接口。这个产品型号为ws9030。
隔离器要保证输入/输出两个部分隔离，外加工作电源24v在为输入、输出部份供电同时，必须确保在电气上与两个部分隔离。这种输入/输出/外加工作电源之间全部相互隔离的器件称为三隔离或全隔离器件.从理论上讲这种供电方式,不管隔离器数量多少，均可用一台24v电源供电，不会产生干扰。
3．对于常用的4-20ma到4-20ma电流的隔离，这里推荐一种不用另外再加电源的隔离器ws1562。如图三。
图三省去外接电源的电流隔离器
显然省去外接电源接线更为简捷，且功耗低、自身热量低、可靠性高。
ws1562的最大特点在于不需要外接电源,它带来了简捷可靠的优点同时也带来了使用上的局限性。ws1562对于4-20ma进行的隔离传送，从一个意义上讲是功率传送，内部肯定有功率损耗。损耗表现在输入端和输出端电流/电压乘积的差值上。以负载电阻rl=250ω为例，当输出为20ma时输出端250ω上的电压为5.0v，而输入端的两端间电压测试为8.8v。简单计算表明，内部损耗等于20ma×(8.8v-5.0v)=76(mw)，也即内部损耗为76毫瓦。从使用者角度来看，假若输出端负载电阻rl等于250ω，那么从输入端看进去的等效电阻最大值为8.8v/20ma=440（ω）。在这种情况下输入的4-20ma电流源必须具有驱动440ω负载的能力，才能使ws1562无源隔离器在输出端负载电阻rl等于250ω条件下正常工作。不过,从经验来看大部分现场仪表能满足这些条件。
4．再谈谈常用的二线制变送器（含压力、温度、流量…），从隔离角度可以分为隔离式及非隔离式。采用隔离式二线制变送器的主要目的是提高抗干扰能力。
二线制变送器的隔离有两种方式：一种方式是传感器和变送器一体而又必须放置在现场指定地点，对于这种情况一般把隔离器安置在控制室机柜中。对这种现场二线制变送器的电源配送有二种接口形式，要根据现场具体情况来定。图四给出了针对plc与二线制变送器两种接口的连线图。
图四plc两种接口与隔离配电连接示意图
另一种方式是传感器和变送器分成二个部分，传感器放置在现场指定地点,把变送器设计为隔离式的放置在控制室中。面对plc两种接口方式，图五给出了以pt100为传感器的隔离变送器使用连线图。产品型号为ws9050及ws2050。附带说一点，处理pt100这类温度变送器都考虑到了pt100的长线补偿及线性化处理。类似还有以各种热偶为传感器的隔离变送器，它与上述基本相同。不同的是增加了冷端补偿。产品型号为ws9060及ws2060。其中ws2050和ws2060属于二线制变送器。ws9050和ws9060属于全隔离式变送器。
图五二种隔离温度变送器
如果输入是5a交流电流或数百伏交流电压可以选用的产品型号是ws1526、ws1520。
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